四極磁石型中性子偏極デバイスの開発と集光型中性子小角散乱実験への応用

Application of a neutron polarizing device based on a quadrupole magnet to a focusing SANS instrument with a magnetic neutron lens

奥 隆之   ; 篠原 武尚   ; 菊池 隆之; 大場 洋次郎; 岩瀬 裕希; 小泉 智; 鈴木 淳市; 清水 裕彦

Oku, Takayuki; Shinohara, Takenao; Kikuchi, Takayuki; Oba, Yojiro; Iwase, Hiroki; Koizumi, Satoshi; Suzuki, Junichi; Shimizu, Hirohiko

われわれは、中性子ビームの有効利用を目的として、四極磁石に基づく中性子偏極デバイスを開発した。中性子が四極磁石の口径内に入射すると、磁石が形成する磁場強度勾配により、正及び負極性成分が正反対方向に加速され空間的に分離するため、そのうちの一成分を抽出することにより、偏極中性子ビームが得られる。この方法では、物質による中性子の散乱や吸収がないため、高偏極度の中性子ビームを効率よく発生可能である。これまでに、永久四極磁石を用いて中性子ビームの偏極実験を行い、偏極度を達成した。一方、六極磁石は中性子の正及び負極性成分に対して、それぞれ理想的な集光及び発散レンズとして機能する。よって、六極磁石を用いて発散成分の混入のない極めて良質な集光中性子ビームを得るためには、六極磁石へ入射する中性子の偏極度を最大限高める必要がある。そこで、今回この四極磁石型中性子偏極デバイスを、六極磁石型中性子レンズを搭載した集光型偏極中性子小角散乱装置に搭載し、システム全体の性能評価を行った。その結果、従来の磁気ミラー型偏極デバイスを用いた場合と比較して、約一桁中性子ビームの利用効率を向上させることに成功した。

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